» » Плавка титана в графитовом тигле
07.02.2017

Загрязнение углеродом при плавке титана в графитовом тигле достигает нескольких десятых процента (до 0,3—0,7 %) в зависимости от величины загрузки, т. е. от отношения поверхности соприкосновения металла с графитом к объему металла. Чем больше загрузка, тем меньше загрязнение углеродом.
Диаграмма состояния системы Ti — С, приведена на рис. 128.
Растворимость углерода в твердом титане при обычной температуре не велика и составляет около 0,075%.
Максимальная растворимость углерода в твердом α-титане при перитектоидной температуре 920° составляет 0,48%. Растворимость углерода в β-титане достигает максимума при 1750° Сточка перитектического распада твердого раствора), снижаясь до 0,15% при 920°. Растворимость углерода в расплавленном титане при 1800° составляет 0,5%, а при 1850°— 1%.
Плавка титана в графитовом тигле

Благоприятным обстоятельством, замедляющим переход углерода в металл, является образование на поверхности графита пленки сплава титана с карбидом титана, обладающего высокой температурой плавления (температура плавления карбида титана 3137°) и большой химической прочностью.
После остывания слитка растворенный углерод в большей его части выкристаллизовывается в форме изолированных включений карбида титана. При небольшом количестве этих включений они не оказывают существенного затруднения при обработке металла давлением, но создают определенные трудности при обработке метал та резанием, так как лезвие режущего инструмента выкрашивается при соприкосновении с весьма твердыми частицами карбида.
Содержание кислорода в переплавленном титане составляет 0,1—0,2%; азота 0,01—0,05%; хлора и магния — следы, водорода — от тысячных долей процента до 0,01%.
На рис. 129 показана схема индукционной печи с графитовым тиглем для плавки титана в вакууме или в атмосфере аргона.
Плавка титана в графитовом тигле

Порошок титана помещают в загрузочный герметичный бункер 1, заполняемый аргоном. Из бункера порошок подается через патрубок 2 при помощи толкателя 3.
Герметизация печного пространства, заполняемого аргоном вместе с заключенным в нем тиглем, осуществляется при помощи кварцевой трубы 6, расположенной внутри индукционной катушки 5.
В дне тигля имеется летка 7, соединенная с узкой графитовой втулкой 8. Эта графитовая втулка находится вне основной зоны нагрева и поэтому при расплавлении титана в тигле металл застывает в холодной втулке, создавая в ней пробку
Для выпуска металла в изложницу в конце плавки графитовая втулка нагревается при помощи вспомогательного индуктора 9, и находящаяся в ней металлическая пробка расплавляется.
Герметичная камера, в которой расположена графитовая изложница 10, также заполняется аргоном через патрубок 11 Таким образом, все операции: загрузка порошке расплавление, отливка и остывание металла, происходят в атмосфере инертного газа
Описанная установка при диаметре графитового тигля 338 мм и высоте 775 мм позволяет получать в одну операцию слиток титана весом до 150 кг. При использовании индукционных печей и тиглей больших размеров можно получать более крупные слитки.